一种风机附加无功阻尼控制器参数优化方法及装置与流程

本发明涉及电力系统稳定控制，尤其一种风机附加无功阻尼控制器参数优化方法及装置。

背景技术：

1、近年来，随着风机并网容量的不断增长，电力系统的动态特性发生较大变化，电力系统对低频振荡的阻尼能力减弱，风机附加阻尼控制抑制低频振荡的研究引起了国内外学者的广泛关注。其中，基于下垂控制的附加无功阻尼控制策略，不仅可以有效增强电力系统的阻尼，而且具有参数易整定、易于工程实现的优势，但风机附加无功阻尼控制对电力系统低频振荡的作用机理尚不清晰，风机附加无功阻尼控制器与同步发电机之间的交互特性有待进一步研究，使得目前仍难以合理优化风机附加无功阻尼控制器的参数，无法进一步增强电力系统的阻尼。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种风机附加无功阻尼控制器参数优化方法及装置，能够优化风机附加无功阻尼控制器的参数，实现进一步增强电力系统的阻尼。

2、为了解决上述技术问题，第一方面，本发明一实施例提供一种风机附加无功阻尼控制器参数优化方法，包括：

3、针对风机接入的两区域互联电力系统，建立所述两区域互联电力系统的动态模型，基于所述风机的附加无功阻尼控制策略，建立所述风机的线性化模型；

4、采用阻尼转矩分析法，结合所述两区域互联电力系统的动态模型和所述风机的线性化模型，得到所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数；

5、基于预先定义的控制器参数优化策略，根据所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数，将风机附加无功阻尼控制器的参数调节为最优参数。

6、进一步地，所述两区域互联电力系统的动态模型为：

7、

8、其中，tj1、tj2分别为两区域发电机sg1、sg2的等效惯性时间常数，前缀d表示参数的变化量，w12为两区域发电机sg1、sg2的转子角速度之差，t为时间，v1(0)为发电机sg1所在节点的初始电压，v2为发电机sg2所在节点的电压，d12(0)为两区域发电机sg1、sg2的转子初始位置角之差，d12为两区域发电机sg1、sg2的转子位置角之差，q12为发电机sg1所属区域与发电机sg2所属区域的交换无功功率，x为联络线电抗，

9、进一步地，所述风机的线性化模型为：

10、

11、其中，前缀d表示参数的变化量，qw为风电场注入的无功功率，ta为换流器外环无功功率响应的时间常数，s为拉普拉斯算子，kq为所述风机附加无功阻尼控制器的下垂系数，w12为两区域发电机sg1、sg2的转子角速度之差。

12、进一步地，所述采用阻尼转矩分析法，结合所述两区域互联电力系统的动态模型和所述风机的线性化模型，得到所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数，具体为：

13、采用阻尼转矩分析法，根据所述两区域互联电力系统的电气参数，求解所述两区域互联电力系统的动态模型和所述风机的线性化模型，得到所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数。

14、进一步地，所述基于预先定义的控制器参数优化策略，根据所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数，将风机附加无功阻尼控制器的参数调节为最优参数，具体为：

15、当所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数大于0时，从映射表中提取所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数对应的控制器参数作为所述最优参数，将所述风机附加无功阻尼控制器的参数调节为所述最优参数；其中，所述控制器参数优化策略包括所述映射表。

16、第二方面，本发明一实施例提供一种风机附加无功阻尼控制器参数优化装置，包括：

17、模型建立模块，用于针对风机接入的两区域互联电力系统，建立所述两区域互联电力系统的动态模型，基于所述风机的附加无功阻尼控制策略，建立所述风机的线性化模型；

18、系数获取模块，用于采用阻尼转矩分析法，结合所述两区域互联电力系统的动态模型和所述风机的线性化模型，得到所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数；

19、参数优化模块，用于基于预先定义的控制器参数优化策略，根据所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数，将风机附加无功阻尼控制器的参数调节为最优参数。

20、进一步地，所述两区域互联电力系统的动态模型为：

21、

22、其中，tj1、tj2分别为两区域发电机sg1、sg2的等效惯性时间常数，前缀d表示参数的变化量，w12为两区域发电机sg1、sg2的转子角速度之差，t为时间，v1(0)为发电机sg1所在节点的初始电压，v2为发电机sg2所在节点的电压，d12(0)为两区域发电机sg1、sg2的转子初始位置角之差，d12为两区域发电机sg1、sg2的转子位置角之差，q12为发电机sg1所属区域与发电机sg2所属区域的交换无功功率，x为联络线电抗，

23、进一步地，所述风机的线性化模型为：

24、

25、其中，前缀d表示参数的变化量，qw为风电场注入的无功功率，ta为换流器外环无功功率响应的时间常数，s为拉普拉斯算子，kq为所述风机附加无功阻尼控制器的下垂系数，w12为两区域发电机sg1、sg2的转子角速度之差。

26、进一步地，所述系数获取模块，具体用于采用阻尼转矩分析法，根据所述两区域互联电力系统的电气参数，求解所述两区域互联电力系统的动态模型和所述风机的线性化模型，得到所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数。

27、进一步地，所述参数优化模块，具体用于当所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数大于0时，从映射表中提取所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数对应的控制器参数作为所述最优参数，将所述风机附加无功阻尼控制器的参数调节为所述最优参数；其中，所述控制器参数优化策略包括所述映射表。

28、相比于现有技术，本发明的实施例，具有如下有益效果：

29、通过针对风机接入的两区域互联电力系统，建立两区域互联电力系统的动态模型，基于风机的附加无功阻尼控制策略，建立风机的线性化模型；采用阻尼转矩分析法，结合两区域互联电力系统的动态模型和风机的线性化模型，得到两区域互联电力系统的阻尼转矩系数；基于预先定义的控制器参数优化策略，根据两区域互联电力系统的阻尼转矩系数，将风机附加无功阻尼控制器的参数调节为最优参数，能够优化风机附加无功阻尼控制器的参数，实现进一步增强电力系统的阻尼。

技术特征：

1.一种风机附加无功阻尼控制器参数优化方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的风机附加无功阻尼控制器参数优化方法，其特征在于，所述两区域互联电力系统的动态模型为：

3.如权利要求1所述的风机附加无功阻尼控制器参数优化方法，其特征在于，所述风机的线性化模型为：

4.如权利要求1所述的风机附加无功阻尼控制器参数优化方法，其特征在于，所述采用阻尼转矩分析法，结合所述两区域互联电力系统的动态模型和所述风机的线性化模型，得到所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数，具体为：

5.如权利要求1所述的风机附加无功阻尼控制器参数优化方法，其特征在于，所述基于预先定义的控制器参数优化策略，根据所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数，将风机附加无功阻尼控制器的参数调节为最优参数，具体为：

6.一种风机附加无功阻尼控制器参数优化装置，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的风机附加无功阻尼控制器参数优化装置，其特征在于，所述两区域互联电力系统的动态模型为：

8.如权利要求6所述的风机附加无功阻尼控制器参数优化装置，其特征在于，所述风机的线性化模型为：

9.如权利要求6所述的风机附加无功阻尼控制器参数优化装置，其特征在于，所述系数获取模块，具体用于采用阻尼转矩分析法，根据所述两区域互联电力系统的电气参数，求解所述两区域互联电力系统的动态模型和所述风机的线性化模型，得到所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数。

10.如权利要求6所述的风机附加无功阻尼控制器参数优化装置，其特征在于，所述参数优化模块，具体用于当所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数大于0时，从映射表中提取所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数对应的控制器参数作为所述最优参数，将所述风机附加无功阻尼控制器的参数调节为所述最优参数；其中，所述控制器参数优化策略包括所述映射表。

技术总结
本发明公开了一种风机附加无功阻尼控制器参数优化方法及装置。所述方法包括：针对风机接入的两区域互联电力系统，建立所述两区域互联电力系统的动态模型，基于所述风机的附加无功阻尼控制策略，建立所述风机的线性化模型；采用阻尼转矩分析法，结合所述两区域互联电力系统的动态模型和所述风机的线性化模型，得到所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数；基于预先定义的控制器参数优化策略，根据所述两区域互联电力系统的阻尼转矩系数，将风机附加无功阻尼控制器的参数调节为最优参数。本发明能够优化风机附加无功阻尼控制器的参数，实现进一步增强电力系统的阻尼。

技术研发人员：伍双喜,杨银国,杨亚楠,李宇骏,李佳朋,闫斌杰,刘洋,向丽玲
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13